Bài tập chủ đề 4 có đáp án

Quá trình công nhân kéo bao tải được chia làm 6 giai đoạn:

+ Giai đoạn 1: độ dịch chuyển bằng 100 cm = 1 m và lực được giữ không đổi là 200 N nên công ở giai đoạn 1 là: A₁ = F₁.d₁ = 200.1 = 200 J

+ Giai đoạn 2: độ dịch chuyển bằng 0 (vì vật giữ nguyên vị trí) chỉ có lực tăng lên đến 300 N nên công ở giai đoạn 2 là: A₂ = 0 (do độ dịch chuyển d₂ = 0)

+ Giai đoạn 3: độ dịch chuyển bằng 50 cm = 0,5 m (vật di chuyển từ vị trí 100 cm đến 150 cm) và lực giữ nguyên không đổi là 300 N nên công ở giai đoạn 3 là:

A₃ = F₃.d₃ = 300.0,5 = 150J

+ Giai đoạn 4: độ dịch chuyển bằng 0 (vì vật giữ nguyên vị trí) chỉ có lực giảm về 100 N nên công ở giai đoạn 4 là: A₄ = 0 (do độ dịch chuyển d₄ = 0)

+ Giai đoạn 5: độ dịch chuyển bằng 50 cm = 0,5 m (vật di chuyển từ vị trí 150 cm đến 200 cm) và lực giữ nguyên không đổi là 100 N nên công ở giai đoạn 5 là:

A₅ = F₅.d₅ = 100.0,5 = 50J

+ Giai đoạn 6: độ dịch chuyển bằng 0 (vì vật giữ nguyên vị trí) chỉ có lực giảm về 0 N nên công ở giai đoạn 6 là: A₆ = 0 (do độ dịch chuyển d₆ = 0)

Tổng công thực hiện trong cả quá trình là:

a) Công suất hoạt động trung bình của cơ thể: $\text{P}=\frac{A}{t}=\frac{10000}{24.3600}=0,12W$

b) Lực phát động F của người có độ lớn bằng với trọng lượng P, có hướng ngược lại với trọng lực.

Công của lực phát động của người là: $A=F.s=P.s=500.3=1500J$

Công suất hoạt động của người là: $\text{P}=\frac{A}{t}=\frac{1500}{5}=300W$

Nhận xét: công suất tính được lớn hơn công suất trung bình rất nhiều.

- Quá trình quả bóng chuyển động cho đến khi nó nằm yên trên mặt sàn:

+ Giả sử quả bóng thử từ độ cao h so với mặt sàn, quả bóng có năng lượng dữ trữ là thế năng trọng trường.

+ Khi quả bóng rơi, độ cao giảm dần và quả bóng rơi nhanh dần, quả bóng ma sát với không khí, va chạm với mặt sàn và phát ra tiếng động. Trong quá trình rơi đó, thế năng của quả bóng đã chuyển hóa dần thành động năng của quả bóng và một phần thế năng đã chuyển hóa thành năng lượng âm thanh khi quả bóng chạm mặt đất và nhiệt năng làm quả bóng, mặt sàn và không khí xung quanh đều nóng lên.

+ Sau khi va chạm mặt sàn quả bóng nảy lên đến một độ cao thấp hơn độ cao h ban đầu được thả. Quá trình nảy lên và rơi xuống của quả bóng được lặp lại nhiều lần, với mỗi lần nảy lên đều với độ cao thấp hơn độ cao trước đó và cuối cùng thì dừng lại. Trong quá trình nảy lên, động năng của quả bóng chuyển hóa dần thành thế năng của quả bóng và một phần động năng đã chuyển hóa thành nhiệt năng làm quả bóng và không khí xung quanh nóng lên. Quả bóng dừng lại khi cơ năng của quả bóng đã biến đổi toàn bộ thành nhiệt năng và năng lượng âm.